化工设备课程设计-液氨储罐

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因为c<0.9c，所以筒体及封头满足水压试验的强度要求。Ts人孔的设计3.2.1人孔的选择压力容器人孔是为了检查设备的内部空间以及安装和拆卸设备的内部构件。人孔主要由筒节、法兰、盖板和手柄组成。人孔分为：板式平焊法兰人孔、带颈平焊法兰人孔、带颈对焊法兰人孔。考虑到人孔较大较重，故选用水平吊盖带颈对焊法兰人孔。公称压力PN=2.5MPa,公称直径DN=450mm,突面密封（RF）,采用VI类Q245R材料，垫片采用普通石棉橡胶板垫片（AG）。人孔标记为：HG20595-97人孔RFVI（AG）450-2.5。3.2.2人孔的补强本设计选用d=450mm，壁厚5=10mm的人孔，查表得人孔的筒体尺寸为im0480xl0，由标准查得补强圈尺寸为外径D2=760mm,内径Dl=484mm。开孔补强计算如下：（1）不计焊缝系数的筒体计算壁厚pDci2[5]t-pc2・38pDci2[5]t-pc2x185-2.382）开孔所需补强的面积A开孑L直径：d二d+2C二450+2x(0.8+2)二455.6i开孔所需的补强面积：A=d5=455.6X18.13=8260.03mm23)有效宽度BB二2d=2x455.6二911.2mmB二d+25+25二455.6+2x22+2x10二519.6mmnm取二者中大值B二911.2mm外侧有效高度h1455.6x1455.6x10二67.5mmh二1h=接管实际外伸长度=250mm。1

取二者中小值h=67.5mm1内侧有效高度h2h=Jdd=J455.6x10=67.5mm2mh=接管实际内伸长度=0mm2取二者中小值h=0mm2(4)有效补偿面积Ae=A+A+A123式中A1——壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积，mm2A2――接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积，mm2A3焊缝金属截面积，mm2其中A=(B-d)(8-8)-28(8-8)(1-f)1emer筒体有效厚度8=8-C=22-2.8=19.2mmen接管材料选择与筒体相同的材料（Q345R）进行补偿，故f=1。r代入上式得A=(911.2-455.6)(19.2-18.13)=487.49mm21pdcpdc—接管计算厚度81=詰廿=希玄=^mmcA=2h(8-5-C)f+2h(8-C-C)f21nttr2nt2r=2h(8-5-C)f+01nttr=2x67.5x(10-2.95-2.8)=573.75mm2A3=22卜10X10=100mm2有效补强面积Ae=A+A+A=487.49+573.75+100=1161.24mm2123因为Ae<A所以开孔需加补强。所需补强面积A=A-Ae=8260.03-1161.24=7098.79mm24(5)补强圈厚度5>A4二7°98.79二25.72mmD-D760-48421圆整后取26mm,补强材料与壳材料相同，为Q345R。接口管的设计3.3.1接口管的选用1、液氨进料管进料管伸进设备内部并将管口的一端切成450，为了是避免物料沿设备内壁流动一减少磨蚀和腐蚀。为了在短时间内将物料注满容器。采用©=79mmx4.5mm的低合金无缝钢管。配用具有突面密封的带颈对焊法兰，法兰标记：HG20595-97法兰WN70-2.5RFQ235-B。2、液氨出料管在化工生产中，有时需要将液体介质运送到与容器平行的或较高的设备中去，并且获得纯净无杂质的物料。故采用可拆的压料管排料方式。取©=57mmx3.5mm压出管，伸入到罐内离罐底约200mm，配用突面密封的带颈对焊法兰，法兰标记：HG20595-97法兰WN50-2.5RFQ235-B。3、液面计接管液面计是用来观察设备内部液位变化的一种装置，通过测量液位来确定容器中物料的数量。由于设备不大且压力较小，物料洁净。故采用玻璃管防霜液面计AI2.5-1260-50HG/T21550-93四支。4、压力计接管压力计是用来测量设备内部流体压力变化的一种装备。采用©=32mmx3.5mm无缝钢管。配用突面密封的带颈对焊法兰，法兰标记：HG20595-97法兰WN25-2.5RFQ235-B。5、放空接口管为了在注入液体时，能将容器内的空气排到罐体外以便能顺利快速的注入，需要安设一个放空管。采用©=57mmx3.5mm的无缝钢管，法兰标记：HG20595-97法兰WN50-2.5RFQ235-B。6、安全阀接口管安全阀是通过阀的自动开启排出气体来降低容器内过高的压力。为了操作的安全，因此需设一安全阀，安全阀的接口管尺寸由安全阀泄放量决定。采用©=57mmx3.5mm的无缝钢管，法兰标记：HG20595-97法兰WN50-2.5RFQ235-B。7、排污管在清洗储罐时候，为了能将废液完全排除储罐外，液氨介质会腐蚀管壁而出现沉淀，故需在筒体底部安设排污管。采用0=32mmx3.5mm的无缝钢管，法兰标记：HG20595-97法兰WN25-2.5RFQ235-B。3.3.2接口管汇总表表1接口管汇总表名称PNDN法兰密封形式法兰标记补强厚度液氨进料管2.570RFWN70-2.5RFQ235-B20液氨出料管2.550RFWN50-2.5RFQ235-B20液面计接管6.425RFWN25-6.4RFQ235-B0压力计接管2.525RFWN25-2.5RFQ235-B0放空接管2.550RFWN50-2.5RFQ235-B20安全阀接管2.550RFWN50-2.5RFQ235-B20排污管2.525RFWN25-2.5RFQ235-B0鞍座的设计3.4.1鞍座的选取鞍座分为轻型（A）和重型（B）两大类，每种形式的鞍座又分为固定支座（F）和滑动支座（S）,在一台容器上F型和S型总是配对使用。本设计由于储罐的体积适中且长径比较小，故使用A型双鞍座，其中一个为F型，另一个为S型。3.4.2鞍座的计算鞍座的负荷估算如下：储罐的总质量：m=m+m+m+m1234文档从网络中收集，已重新整理排版文档从网络中收集，已重新整理排版.word版本可编辑•欢迎下载支持.文档从网络中收集，已重新整理排版文档从网络中收集，已重新整理排版.word版本可编辑•欢迎下载支持.11文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.式中：ml为筒体质量，m2为封头质量，m3为液氨质量，m4为附件质量。DN=2800mm,5=22mm的筒体，每米的质量约为1500kg.n故m二1500x7二10500kg1DN=2800mm，5=22mm直边高度h2=50mm的标准椭圆封头，其质n量约为1600Kg故m=1600x2=3200kg2液氨的质量m二fpv，式中f为装量系数，取0.85；V为储罐体积，取350m3；p为液氨的密度，为665Kg/m3。小于水的密度，所以用水的密度估算。故m二0.85x50x1000二42500kg3人孔越重200Kg，其他接口管的总重为350Kg。故m=550kg。4综上所述，m=m+m+m+m=10500+3200+42500+550=56750kg1234各鞍座的反力F==56750x°8=278075N沁278KN22由于每个鞍座承受约为278KN负荷，故选用轻型带垫板包角为120度的鞍座,其允许载荷为445KN。鞍座厚度为b=300mm，腹部厚10mm,垫板宽6000mm，垫板厚10mm。鞍座标记为：JB/T4712.1-2007鞍座A2800-FJB/T4712.1-2007鞍座A2800-S储罐的总长L为8400mm，由公式L=2a+1,a=0.2085L得a=1747mm，l=4906mm,即鞍座离罐体一端的距离为1747mm,两鞍座之间的距离为4906mm。SW6校核设计温度t50.00OC内径D.2800.00mm材料Q345R（板才材）试验温度许用应力181.00MPa设计温度许用应力同181.00MPa试验温度下屈服点os325.00MPa钢板负偏差C]0.30mm腐蚀裕量C22.00mm焊接接头系数01.00厚度及重量计算计算厚度PDCi5=2[°]t°-pc=18.53mm有效厚度5=5-G-C2=19.70en12mm名义厚度5=22.00nmm重量10717.27Kg压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值[b]PT=1.25Pet=2.9800（或由用户输入）MPa压力试验允许通过的应力水平[q]t[c]t<0.90bs=292.50MPa试验压力下圆筒的应力p.（D+5）TiebT=25e.°=213.27MPa校核条件bT<[b]T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力25[b]t0[Pw]=（Di+5e）=2.52913MPa设计温度下计算应力P(D+5)cie6=25e=170.33MPa181.00MPa校核内压椭圆封头彳交核仝Ct计算压力容器专用计算软件结论合;各单位计算条件缶椭圆封头简图-4—_计算压力pc2.38MPa设计温度t50.00oCDi内径Di2800.00mm曲面咼度%700.00mm材料Q345R（板材）设计温度许用应力同181.00MPa试验温度许用应力⑹181.00MPa钢板负偏差C10.30mm腐蚀裕量C22.00mm焊接接头系数01.00厚度及重量计算形状系数1K=62(D2+—12h-i丿」=1.0000计算厚度KPD5=2[b]t0—0.5Pc=18.47mm有效厚度5=5-C-C2=19.70en12mm最小厚度5.=4.20mmmm名义厚度5=22.00nmm结论满足最小厚度要求重量1522.41Kg压力计算最大允许工作压力12[c]帥5e—文档来源为:从网D络收集整理2538版本可编辑.MPa结论合格文档从网络中收集，已重新整理排版文档从网络中收集，已重新整理排版.word版本可编辑•欢迎下载支持.文档从网络中收集，已重新整理排版文档从网络中收集，已重新整理排版.word版本可编辑•欢迎下载支持.760261760261文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.760261760261文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.开孔补强计算计算单位压力容器专用计算软件接管：1,G450X10设计条件计算压力pc2.38MPa设计温度50°C壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型Q345R板材壳体开孔处焊接接头系数©1壳体内直径Di2800mm壳体开孔处名义厚度J22mm壳体厚度负偏差Ci0.3mm壳体腐蚀裕量C22mm壳体材料许用应力［。"181MPa计算方法:GB150-199等面积补强法单孑L接管实际外伸长度67.接管实际内伸长度接管材料接管焊接接头系数接管腐蚀裕量名称及类型补强圈材料名称Q345R板材Q345R凸形封头开孔中心至封头轴线的距离m补强圈外径补强圈厚度文档从网络中收集，已重新整理排版文档从网络中收集，已重新整理排版.word版本可编辑•欢迎下载支持.文档从网络中收集，已重新整理排版文档从网络中收集，已重新整理排版.word版本可编辑•欢迎下载支持.11文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.11文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.C1t接管厚度负偏差0.31mm差补强圈厚度负偏C1r0.3mm[。接管材料许用应力]t189]PaM[。补强圈许用应力]t181PaM开孑L补强计算壳体计算厚度5318.5mri接管计算厚度5t252.7mm数补强圈强度削弱系1接管材料强度削弱系数f1开孔直径d6434.m1补强区有效宽度B.2869mmh1接管有效外伸长度265.9m1h2接管有效内伸长度0mm开孔削弱所需的补强面积A3805m21A1壳体多余金属面积.2508m2mA2接官多余金属面积656m21积补强区内的焊缝面A364m2mA]+A2+A3=1228mm2，小于A,需另加补强。补强圈面积A47967m21A-(A]+A2+A3)6825m2m结论：补强满足要求。卧式容器（双鞍座）计算单位压力容器专用计算软件计算压力PC设计温度t圆筒材料鞍座材料计文算档从条络件已重新整理排版.word版本可编Pa圆筒材料常温许用应力［切圆筒材料设计温度下许用应力圆筒材料常温屈服点鞍座材料许用应力［切sa工作时物料密度YO液压试验介质密度圆筒内直径Di圆筒名义厚度5n圆筒厚度附加量C圆筒焊接接头系数“封头名义厚度5hn封头厚度附加量Ch两封头切线间距离L鞍座垫板名义厚度5m鞍座垫板有效厚度Ye鞍座轴向宽度b鞍座包角e鞍座底板中心至封头切线距离A封头曲面高度hi试验压力Pt鞍应高度H腹板与筋